สายเคเบิลป้องกันเป็นตัวนำที่พันรอบตัวนำ ตัวนำโดยรอบเรียกว่าโล่โดยทั่วไปจะเป็นตาข่ายทองแดงถักหรือฟอยล์ทองแดง (อลูมิเนียม) โล่จะต้องมีการต่อสายดินทำให้สัญญาณรบกวนภายนอกใด ๆ ถูกนำไปยังพื้นดิน สิ่งนี้จะช่วยป้องกันสัญญาณรบกวนจากการป้อนเลเยอร์ด้านในในขณะเดียวกันก็ลดการสูญเสียสัญญาณ
โครงสร้าง: (ธรรมดา) เลเยอร์ฉนวน + โล่ + ตัวนำ; (ขั้นสูง) เลเยอร์ฉนวน + โล่ + ตัวนำสัญญาณ + ตัวนำเกราะป้องกัน
เมื่อเลือกสายเคเบิลที่มีการป้องกันโปรดทราบว่าชั้นฉนวนของตัวนำดินโล่เป็นตัวนำและสามารถให้ความต่อเนื่องกับโล่ (มีความต้านทานบางอย่าง)
การเดินสายที่มีการป้องกันมีต้นกำเนิดในยุโรป มันเพิ่มโล่โลหะเข้ากับระบบสายเคเบิลที่ไม่มีการป้องกันมาตรฐาน มันใช้ประโยชน์จากการสะท้อนการดูดซึมและผลกระทบของผิวของโล่โลหะเพื่อป้องกันการรบกวนและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ระบบนี้รวมธรรมชาติที่สมดุลของการเดินสายคู่บิดเข้ากับคุณสมบัติการป้องกันของโล่ทำให้เกิดลักษณะความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ที่ยอดเยี่ยม
EMC หมายถึงความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือระบบเครือข่ายในการต้านทานสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าในขณะเดียวกันก็ป้องกันการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามากเกินไป กล่าวอีกนัยหนึ่งอุปกรณ์หรือระบบเครือข่ายจะต้องสามารถใช้งานได้ตามปกติในสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ค่อนข้างรุนแรงในขณะเดียวกันก็ป้องกันการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มากเกินไปซึ่งรบกวนการทำงานปกติของอุปกรณ์และเครือข่ายอื่น ๆ
ลักษณะความสมดุลของสายเคเบิล U/UTP (ไม่ได้รับการรักษา) ไม่ได้ถูกกำหนดโดยคุณภาพของส่วนประกอบเท่านั้น (เช่นคู่บิด) แต่ยังได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ นี่เป็นเพราะโลหะโดยรอบ "สายดิน" ที่ซ่อนอยู่และการดึงและการดัดงอในระหว่างการก่อสร้างสามารถขัดขวางความสมดุลของสายเคเบิล U/UTP (ไม่ได้รับการรักษา) ซึ่งจะช่วยลดประสิทธิภาพการทำงานของ EMC
ดังนั้นเพื่อให้ได้สมดุลที่สอดคล้องกันมีเพียงวิธีแก้ปัญหาเดียว: เพิ่มชั้นของอลูมิเนียมฟอยล์เพิ่มเติมลงในกราวด์คอร์ทั้งหมด ฟอยล์อลูมิเนียมนี้ให้การป้องกันเพิ่มเติมสำหรับแกนคู่บิดที่เปราะบางและสร้างสภาพแวดล้อมที่สมดุลสำหรับสายเคเบิล U/UTP (ไม่ปลอดภัย) ส่งผลให้สิ่งที่เราเรียกว่าสายเคเบิลป้องกัน
หลักการป้องกันของสายเคเบิลป้องกันแตกต่างจากหลักการยกเลิกที่สมดุลของสายเคเบิลคู่บิด สายเคเบิลที่มีการป้องกันใช้ฟอยล์อลูมิเนียมหนึ่งหรือสองชั้นรอบคู่คู่บิดสี่คู่ สิ่งนี้ใช้ประโยชน์จากการสะท้อนของโลหะและการดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับผลกระทบของผิว (ผลกระทบของผิวหนังหมายถึงแนวโน้มของการกระจายกระแสในหน้าตัดของตัวนำที่จะมีแนวโน้มไปที่พื้นผิวของตัวนำเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นความถี่ที่สูงขึ้นจะลดความลึกของผิว สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกอย่างมีประสิทธิภาพจากการเข้าสู่สายเคเบิลในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้สัญญาณภายในแผ่ออกไปและรบกวนอุปกรณ์อื่น ๆ
การทดลองแสดงให้เห็นว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่เกิน 5MHz สามารถเจาะฟอยล์อลูมิเนียมหนาได้38μmเท่านั้น หากชั้นป้องกันมีความหนากว่า38μmความถี่ของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถเจาะสายเคเบิลจะต่ำกว่า 5MHz เป็นหลัก หลักการยกเลิกที่สมดุลของสายเคเบิลคู่บิดได้อย่างมีประสิทธิภาพยกเลิกสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำต่ำกว่า 5MHz
คำจำกัดความที่เร็วที่สุดของการเดินสายหมวดหมู่สายเคเบิลที่ไม่ได้รับการรักษา (UTP) และสายเคเบิลป้องกัน (STP) ต่อมาด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและเทคโนโลยีกระบวนการที่แตกต่างกันประเภทการป้องกันต่าง ๆ ได้เกิดขึ้น: 1. สายเคเบิลที่ผ่านการคัดกรองฟอยล์ F/UTP: โครงสร้างการป้องกันอลูมิเนียมอลูมิเนียมชั้นเดียว 2. ฟอยล์และสายเคเบิลกรองถักเปีย: การป้องกันแบบสองชั้นของอลูมิเนียมฟอยล์และถักเปียทองแดง A) SF/UTP: ทั้งอลูมิเนียมฟอยล์และถักเปียทองแดงถูกห่อไว้รอบชั้นด้านนอกของสี่คู่ B) S/FTP (PIMF): แต่ละคู่ได้รับการป้องกันด้วยอลูมิเนียมฟอยล์รวมถึงถักเปียทองแดงพันรอบชั้นด้านนอกของสี่คู่ PIMF = จับคู่ในฟอยล์โลหะ
สายเคเบิลป้องกันส่วนใหญ่ป้องกันการรบกวนภายนอกโดยมั่นใจว่าความสมบูรณ์ของการส่งสัญญาณผ่านระบบป้องกัน ระบบการเดินสายที่มีการป้องกันช่วยปกป้องข้อมูลที่ส่งจากสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก (EMI) และสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ (RFI) การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ส่วนใหญ่เป็นสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำด้วยมอเตอร์ไฟเรืองแสงและสายไฟเป็นแหล่งที่มาทั่วไป สัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ (RFI) เป็นสัญญาณรบกวนความถี่สูงการรบกวนความถี่วิทยุส่วนใหญ่รวมถึงวิทยุการออกอากาศทางโทรทัศน์เรดาร์และการสื่อสารไร้สายอื่น ๆ
สำหรับการป้องกัน EMI การป้องกันถักโดยทั่วไปแล้วการป้องกันตาข่ายโลหะนั้นมีประสิทธิภาพมากที่สุดเนื่องจากมีความต้านทานต่อวิกฤตต่ำ สำหรับ RFI การป้องกันฟอยล์โลหะนั้นมีประสิทธิภาพมากที่สุดเนื่องจากช่องว่างที่สร้างขึ้นโดยโล่ตาข่ายโลหะช่วยให้สัญญาณความถี่สูงผ่านได้อย่างอิสระ สำหรับสนามสัญญาณรบกวนสูงและความถี่ต่ำผสมใช้วิธีการป้องกันแบบรวมของฟอยล์โลหะและตาข่ายโลหะที่เรียกว่าสายเคเบิลสองชั้น (S/FTP) สิ่งนี้ช่วยให้โล่ตาข่ายโลหะสามารถป้องกันการรบกวนความถี่ต่ำในขณะที่โล่ฟอยล์โลหะเหมาะสำหรับการรบกวนความถี่สูง
ชั้นป้องกันอลูมิเนียมฟอยล์ในสายเคเบิลป้องกัน IBM ACS นั้นมีความหนา50-62μmต่อชั้นซึ่งให้เอฟเฟกต์การป้องกันที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น นอกจากนี้การใช้เลเยอร์การป้องกันเดี่ยวช่วยให้การติดตั้งง่ายขึ้นและลดความเสี่ยงของความเสียหายในระหว่างการติดตั้ง นอกจากนี้ความหนาของอลูมิเนียมฟอยล์สามารถทนต่อความเสียหายได้มากขึ้นซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้มีประสิทธิภาพการส่งคุณภาพสูงขึ้น
วิธีการเชื่อมต่อสายเคเบิลป้องกัน:
ปลายด้านหนึ่งของสายเคเบิลป้องกันมีสายดินในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งลอยอยู่
เมื่อสายเคเบิลส่งสัญญาณระยะทางไกลความต้านทานต่อสายดินที่แตกต่างกันที่ปลายทั้งสองหรือกระแสไหลผ่านสายปากกาสามารถนำไปสู่ศักยภาพการลงดินที่แตกต่างกันในสองจุด ในกรณีนี้หากปลายทั้งสองมีสายดินกระแสจะไหลผ่านชั้นโล่ซึ่งอาจรบกวนสัญญาณ ดังนั้นการต่อสายดินทีละปลายในขณะที่ออกจากปลายอีกด้านที่ลอยอยู่โดยทั่วไปจะใช้เพื่อป้องกันการรบกวนนี้
การต่อสายดินปลายทั้งสองของโล่ช่วยให้การป้องกันที่ดีขึ้น แต่การบิดเบือนสัญญาณจะเพิ่มขึ้น
โปรดทราบว่าชั้นโล่ทั้งสองจะต้องมีฉนวนและโดดเดี่ยวร่วมกัน! หากพวกเขาไม่ได้พวกเขาควรได้รับการพิจารณาเป็นโล่เดียว!
การต่อสายดินปลายทั้งสองของโล่ด้านนอกสุดเป็นเพราะความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กที่ช่วยลดความแรงของสนามแม่เหล็กที่มาซึ่งโดยพื้นฐานแล้วการยกเลิกแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นโดยไม่มีโล่ด้านนอก
อย่างไรก็ตามการต่อสายดินปลายด้านหนึ่งของโล่ด้านในสุดนั้นใช้สำหรับการป้องกัน ESD ทั่วไปเท่านั้นเนื่องจากไม่มีความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น ข้อมูลจำเพาะต่อไปนี้เป็นหลักฐานที่ดีที่สุด!
หลักการมีดังนี้:
1. การป้องกันชั้นเดียวโดยมีปลายด้านหนึ่งไม่ได้สร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นและโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการป้องกัน ESD
2. การป้องกันสองชั้นโดยมีปลายทั้งสองของโล่ด้านนอกสุดและปลายด้านหนึ่งของโล่ด้านในที่มีสายดินที่ศักยภาพเดียวกัน ในกรณีนี้ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นทำให้กระแสในโล่ด้านนอกสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่ช่วยลดความแรงของสนามแม่เหล็กที่มาซึ่งโดยพื้นฐานแล้วการยกเลิกแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นโดยไม่มีโล่ด้านนอก
เพื่อป้องกันการรบกวน ESD การต่อสายดินแบบจุดเดียวเป็นสิ่งจำเป็นโดยไม่คำนึงว่าโล่เป็นชั้นเดียวหรือสองชั้น นี่เป็นเพราะการลงดินจุดเดียวปล่อย ESD เร็วที่สุด
ไม่รวมสองสถานการณ์ต่อไปนี้:
1. มีสัญญาณรบกวนภายนอกที่แข็งแกร่งและการต่อสายดินแบบจุดเดียวไม่สามารถรับประกันการคายประจุแบบคงที่เร็วที่สุด
หากลวดดินมีพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่ทำให้มั่นใจได้ว่าการปล่อยแบบคงที่เร็วที่สุดจำเป็นต้องมีการต่อสายดินแบบจุดเดียว แน่นอนในกรณีนี้การป้องกันสองครั้งนั้นไม่จำเป็น
มิฉะนั้นจำเป็นต้องมีการป้องกันสองครั้ง โล่ด้านนอกส่วนใหญ่จะลดความเข้มของการรบกวนไม่ใช่กำจัด ในกรณีนี้จำเป็นต้องมีจุดต่อสายดินหลายจุด แม้ว่ามันอาจจะไม่กำจัดสัญญาณรบกวนอย่างสมบูรณ์ แต่จะต้องลดลงโดยเร็วที่สุด เพื่อให้ได้สิ่งนี้จุดต่อสายดินหลายจุดเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด
ตัวอย่างเช่นถาดสายเคเบิลในองค์กรเป็นชั้นนอกชั้นนอกซึ่งจะต้องมีการต่อสายดินที่จุดหลายจุดเป็นบรรทัดแรกของการป้องกันเพื่อลดความเข้มของแหล่งสัญญาณรบกวน
ชั้นโล่ด้านใน (อันที่จริงผู้คนไม่ซื้อสายเคเบิลสองชั้นโดยทั่วไปชั้นด้านนอกคือถาดสายเคเบิลและชั้นด้านในเป็นชั้นป้องกันของสายเคเบิลป้องกัน) จะต้องต่อสายดินที่จุดเดียวเนื่องจากความเข้มภายนอกลดลง
2. ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเช่นการกระแทกไฟฟ้าภายนอกและการป้องกันฟ้าผ่า ในกรณีนี้จำเป็นต้องมีการป้องกันสองชั้น ชั้นนอกไม่ได้ใช้เพื่อกำจัดสัญญาณรบกวน เป็นเหตุผลด้านความปลอดภัย เพื่อให้มั่นใจว่าความปลอดภัยส่วนบุคคลและอุปกรณ์จะต้องมีการต่อสายดินหลายจุด เลเยอร์ด้านในใช้เพื่อป้องกันการรบกวนดังนั้นจึงต้องมีการต่อสายดินที่จุดเดียว
ชั้นป้องกันของสายเคเบิลป้องกันส่วนใหญ่ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กเช่นทองแดงและอลูมิเนียม ความหนาของมันบางมากน้อยกว่าความลึกของผิวโลหะที่ความถี่ในการทำงาน เอฟเฟกต์การป้องกันไม่ได้เกิดจากการสะท้อนหรือการดูดซับของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กโดยโลหะเอง แต่เป็นการลงดินของชั้นโล่ วิธีการต่อสายดินที่แตกต่างกันส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการป้องกัน วิธีการต่อสายดินที่แตกต่างกันใช้สำหรับชั้นป้องกันสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก สามารถใช้สายดินแบบไม่มีพื้นดินปลายเดี่ยวหรือปลายสองเท่า